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第三節(jié)氣壓制動系 原理 鼓式制動器結構以發(fā)動機的動力驅動空氣壓縮機作為制動器制動的唯一能源 而駕駛員的體力僅作為控制能源的制動系統(tǒng)稱之為氣壓制動系統(tǒng) 一般裝載質量在8000kg以上的載貨汽車和大客車都使用這種制動裝置 一 氣壓制動回路由發(fā)動機驅動的空氣壓縮機 以下簡稱空壓機 1將壓縮空氣經(jīng)單向閥4首先輸入濕儲氣罐6 壓縮空氣在濕儲氣罐內冷卻并進行油水分離之后 分成兩個回路 一個回路經(jīng)儲氣罐14 雙腔制動閥3的后腔通向前制動氣室2 另一個回路經(jīng)儲氣罐17 雙腔制動閥3的前腔和快放閥13通向后制動氣室10 當其中一個回路發(fā)生故障失效時 另一個回路仍能繼續(xù)工作 以維持汽車具有一定的制動能力 從而提高了汽車行駛的安全性 1 空氣壓縮機2 前制動氣室3 雙腔制動閥4 儲氣罐單向閥5 放水閥6 濕儲氣罐7 安全閥8 梭閥9 掛車制動閥10 后制動氣室11 掛車分離開關12 接頭13 快放閥14 主儲氣罐 供前制動器 15 低壓報警器16 取氣閥17 主儲氣罐 供后制動器 18 雙針氣壓表19 調壓器20 氣喇叭開關21 氣喇叭 二 空氣壓縮機及調壓閥1 空壓機 1 功用 產(chǎn)生制動所用的壓縮空氣 一般固定在發(fā)動機氣缸一側 多由發(fā)動機通過皮帶或齒輪驅動 有的采用凸輪軸直接驅動 2 種類 單缸式和雙缸式 3 結構 活塞式 2 調壓閥功用 調節(jié)供氣管路中壓縮空氣的壓力 使之保持在規(guī)定的壓力范圍內 雙缸空氣壓縮機 雙缸空氣壓縮機卸荷裝置與調壓閥的工作原理示意圖 三 雙回路壓力保護閥功用 雙回路制動系中 空氣壓縮機產(chǎn)生的壓縮空氣經(jīng)雙回路保護閥分別向各回路的儲氣筒充氣 當一條回路損壞時漏氣時 壓力保護閥能保證另一條完好的管路繼續(xù)充氣 雙回路壓力保護閥 四 制動閥 1 功用 用以控制由儲氣筒進入制動氣室的壓縮空氣量 并有隨動作用 2 型式 結構 單腔式雙腔式 串列雙腔活塞式并列雙腔膜片式 三腔式 并聯(lián)式 3 結構及工作原理 工作過程 制動閥的隨動作用是靠平衡彈簧來保證的 制動閥的平衡位置是指進排氣閥均關閉 且前后制動氣室的氣壓保證穩(wěn)定狀態(tài) 每次平衡過程 平衡彈簧下端面的位置相同 踏下制動踏板到某一位置的瞬間初始時刻 如圖a所示 拉臂通過間隙調整螺釘推動推桿并壓下平衡彈簧到某一位置 平衡彈簧通過膜片帶動芯管向下移動 其與閥門總成共同作用 關閉了平衡氣室 平衡膜片下方空間 與大氣的通道 打開了貯氣筒與平衡氣室的通道 使高壓空氣進入平衡氣室及制動分泵 踏下制動踏板到某一位置瞬間之后的某一時刻 如圖b及c所示 高壓氣進入平衡氣室及車輪邊的制動氣室并上升到平衡位置 此時平衡膜片下方受到大氣壓力作用產(chǎn)生向上的平衡力 該平衡力使平衡彈簧受到壓縮并回位 與此同時閥門總成關閉進氣通道 使平衡氣室及制動氣室的壓力不再升高 該作用是使制動力按駕駛員的操縱力成比例地施加于制動器 以達到制動的隨欲性 放開制動踏板實現(xiàn)解除制動 如圖d所示 當駕駛員松開制動踏板后 平衡膜片上方平衡彈簧的壓力消失 平衡膜片下方有高壓空氣及回位彈簧的綜合作用 使平衡膜片向上并帶動芯管上移 其結果是關閉了進氣通道并打開了排氣通道 即閥門總成在閥門彈簧的作用下向上運動關閉了進氣通道 芯管繼續(xù)上移 使芯管下方與閥門總成之間出現(xiàn)了間隙 該間隙使平衡氣室通過芯管與大氣相通 從而將各車輪對應的制動氣室中的高壓氣放出 達到了解除制動的目的 CA1091型汽車串列雙腔活塞式制動閥 五 繼動閥與快放閥1 繼動閥 縮短由儲氣筒到制動氣室充氣路程 2 快放閥 解除制動時 可直接將制動氣室的壓縮空氣排入大氣 六 雙通單向閥在兩管路對同一裝置供氣的情況下 為防止兩管路氣壓不等 互相充氣而影響用氣裝置的工作 常采用雙通單向閥 快放閥 繼動閥 七 制動氣室1 功用 將輸入的氣壓轉換成機械能再輸出 使制動器產(chǎn)生制動作用 2 分類 單制動氣室 活塞式 膜片式 復合制動氣式 多用活塞式 八 氣壓式車輪制動器 一般采用凸輪式機械張開裝置 其結構見下圖 1 制動氣室2 制動凸輪3 制動鼓 凸輪式制動器工作過程 1 剎車轂 2 制動蹄 3 制動蹄摩擦片 4 制動氣室 5 制動推桿 6 制動器室固定支架 7 凸輪軸調整臂 8 制動凸輪軸 9 制動底板 10 制動銷鎖片 11 制動銷墊片 12 制動銷 第四節(jié)駐車制動系 1 作用 停駛后防止滑溜 坡道起步 行車制動效能失效后臨合行車制動器進行緊急制動 2 分類 按在汽車上安裝位置的不同 駐車制動裝置分中央駐車制動裝置和車輪駐車制動裝置兩類 前者的制動器安裝在變速器或分動器之后 稱為中央制動器 其制動力矩作用在傳動軸上 有些轎車在后輪制動器中加裝必要的機構 使之兼充駐車制動器 結構簡單緊湊 為復合式制動器 轎車后輪駐車制動系示意圖 第五節(jié)輔助制動系 原因 汽車在坡度較大的道路上長距離下坡行駛時 需要不斷進行制動 以使車速不至過高 但頻繁地使用行車制動 不僅會使制動器的摩擦片過度磨損 還會使制動器發(fā)生熱衰退 出現(xiàn)剎車失靈的情況 若采用輔助制動系統(tǒng) 則能避免這種情況的發(fā)生 輔助制動系統(tǒng)能夠降低車速或保持車速穩(wěn)定 但不能將車輛緊急制停 一 輔助制動有以下幾種 排氣制動 液力減速 電力減速 空氣動力減速等 其中最常用的是排氣制動 二 排氣制動應用 礦山或山區(qū)公路上行駛的汽車 在行車密度很高 交通情況復雜的城市街道上行駛的汽車 在冰雪泥濘等滑溜路面上行駛的越野車 在高速公路上行駛的汽車 三 排氣制動原理圖 第六節(jié)制動防滑轉系統(tǒng) 一 附著系數(shù)與車輪滑移率的關系 1 滑移率汽車從純滾動到抱死拖滑的制動過程是一個漸進的過程 經(jīng)歷了純滾動 邊滾邊滑和純滑動三個階段 為了評價汽車車輪滑移成分所占比例的多少 常用滑移率s來表示 其定義如下 式中 V為車速 m s VW為車輪速度 為車輪滾動角速度 r為車輪半徑 m 當車輪純滾動時 Vw V S 0 當車輪抱死純滑動時 Vw 0 S 100 當車輪邊滾邊滑時 V Vw 0 S 100 車輪滑移率越大 說明車輪在運動中滑動成分所占的比例越大 2 附著系數(shù)與滑移率的關系滑移率對汽車車輪制動縱向附著系數(shù) x和側向附著系數(shù) y影響極大 從而影響汽車的制動性能 由下圖可以看出 當?shù)孛鎸囕喎ㄏ蚍醋饔昧σ欢〞r 滑移率大約在20 左右時制動縱向附著系數(shù) x最大 車輪與路面之間的附著力就最大 此時的地面制動力也就最大 制動效果最佳 當滑移率等于零時 側向附著系數(shù) y最大 汽車抗側滑能力最強 制動時方向穩(wěn)定性最好 y隨著滑移率的增大而減小 當車輪完全抱死拖滑時 y 0 汽車制動穩(wěn)定性最差 基于以上理論 ABS制動防抱死系統(tǒng)防止汽車制動時車輪抱死 并把車輪的滑移率保持在10 30 的范圍內 以保證車輪與路面有良好的縱向 側向附著力 有效防止制動時汽車側滑 甩尾 失去轉向等現(xiàn)象發(fā)生 提高了汽車制動時的方向穩(wěn)定性 制動時 ABS系統(tǒng)將制動力保持在最佳的范圍內 縮短了制動距離 這樣也減弱了輪胎與地面之間的劇烈摩擦 減輕了輪胎的磨損 二 防滑控制系統(tǒng)簡介 ABS 制動防抱死系統(tǒng) EBD 電子制動力分配 EDL 電子差速器 TCS 牽引力控制系統(tǒng) ASR 驅動防滑系統(tǒng) ESP 電子穩(wěn)定程序 通常裝有TCS的車型同時裝有EDL ABS裝有ESP的車型同時裝有EDL ABS TCS ASR 三 汽車制動防抱死系統(tǒng) 1 ABS概述在汽車制動時 如果車輪抱死滑移 車輪與路面間的側向附著力將完全消失 如果只是前輪 轉向輪 制動到抱死滑移而后輪還在滾動 汽車將失去轉向能力 如果只是后輪制動到抱死滑移而前輪還在滾動 即使受到不大的側向干擾力 汽車也將產(chǎn)生側滑 甩尾 現(xiàn)象 這些都極易造成嚴重的交通事故 因此 汽車在制動時不希望車輪制動到抱死滑移 而是希望車輪制動到邊滾邊滑的狀態(tài) 由試驗得知 汽車車輪的滑動率在15 20 時 輪胎與路面間有最大的附著系數(shù) 所以為了充分發(fā)揮輪胎與路面間的這種潛在的附著能力 目前在某些高級轎車 大客車和重型貨車上裝備了防抱死制動系統(tǒng) AntilockBrakeSystem 簡稱ABS 2 ABS的組成ABS制動防抱死系統(tǒng)是在普通制動系統(tǒng)的基礎上加裝車輪速度傳感器 ABS電控單元 制動壓力調節(jié)裝置及制動控制電路等電子控制系統(tǒng)組成的 普通制動系統(tǒng)的組成與前述液壓制動系統(tǒng)完全相同 由制動主缸 制動輪缸和制動管路等組成 用來實現(xiàn)汽車的常規(guī)制動 電子控制系統(tǒng)則是在制動過程中用來確保車輪始終不抱死 車輪滑移率處于合適的范圍內 車輪始終處于理想的運動狀態(tài) 1 前輪速度傳感器2 制動壓力調節(jié)裝置3 ABS電控單元4 ABS警告燈5 后輪速度傳感器6 停車燈開關7 制動主缸8 比例分配閥9 制動輪缸10 蓄電池11 點火開關 3 ABS的優(yōu)點 1 增加了汽車制動時的穩(wěn)定性 汽車在制動時 如果前輪先抱死 駕駛員將無法控制汽車的行駛方向 這是非常危險的 倘若后輪先抱死 則會出現(xiàn)側滑 甩尾 甚至使汽車整個調頭等嚴重事故 ABS系統(tǒng)可以防止車輪制動時被完全抱死 提高了汽車行駛的穩(wěn)定性 2 能縮短制動距離 這是因為在同樣緊急制動的情況下 ABS系統(tǒng)可以將滑移率控制在20 左右 從而可獲得最大的縱向制動力 需要說明的是 當汽車在積雪路面上制動時 若車輪抱死 則車輪前的楔狀積雪可阻止汽車的前進 在此條件下 裝有ABS系統(tǒng)的汽車 其制動距離可能更長 3 改善了輪胎的磨損狀況 事實上 車輪抱死會加劇輪胎磨損 而且輪胎胎面磨耗不均勻 使輪胎磨損消耗增大 4 使用方便 工作可靠 ABS系統(tǒng)的使用與普通制動系統(tǒng)的使用幾乎沒有區(qū)別 制動時只要把腳踏在制動踏板上 ABS系統(tǒng)就會根據(jù)情況自動進入工作狀態(tài) 如遇雨雪路滑 駕駛員也沒有必要用一連串的點剎車方式進行制動 ABS系統(tǒng)會使制動狀態(tài)保持在最佳點 4 ABS系統(tǒng)的工作原理 常規(guī)制動 升壓 過程 輪缸保壓過程 輪缸減壓過程 輪缸增壓過程 四 驅動防滑系統(tǒng) ASR 1 作用 防止汽車在起步 加速 特別是在非對稱路面或轉彎時產(chǎn)生驅動輪滑轉 以提高汽車在驅動過程中的方向穩(wěn)定性 轉向控制能力和加速性能 2 優(yōu)點 1 汽車起步 行駛中驅動輪可提供最佳驅動力 2 能保持汽車的方向穩(wěn)定性和前輪驅動汽車的轉向控制能力 3 減少了輪胎的磨損與發(fā)動機的油耗 3 驅動防滑系統(tǒng)的控制方式 1 對發(fā)動機輸出轉矩進行控制 2 對驅動輪進行控制 3 對可變差速器進行控制 謝謝 以上文檔由西安汽車科技職業(yè)學院汽構教研室 張永鋒老師編寫